一种用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法与流程

本发明涉及工程施工技术领域，特别涉及一种用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法。

背景技术：

随着我国城市轨道交通线的不断发展，地铁高架桥用于地铁建设不断增多，而浅埋暗挖隧道也越来越常见，浅埋暗挖隧道线路穿越富水砂层、断层破碎带等不良地质条件的情况逐年增多。其中浅埋暗挖隧道情况复杂，施工时存在穿越地铁高架桥墩的情况，特别是穿越不良地质时，会对地铁高架桥墩产生很大影响，而为了保证地铁正常运转，同时浅埋暗挖隧道的顺利施工，大多采用小导管注浆的方式对地铁高架桥墩进行预加固，以保证浅埋暗挖隧道施工的安全性，但采用小导管注浆这一施工方法，存在注浆范围难以控制、跑浆和漏浆现象严重以及污染环境的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，所述方法包括：

根据待挖隧道边缘线确定保护墙位置，并在所述保护墙位置施工保护墙，以将地铁桥墩与待挖隧道隔离；

在地铁桥墩周围施工袖阀管，以使得地铁桥墩周围均布置有袖阀管，其中，所有袖阀管均位于保护墙远离待挖隧道的一侧。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述待挖隧道的两侧均设置有保护墙。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述保护墙与其对应的待挖隧道边缘线之间设置有全断面注浆线，所述保护墙与所述全断面注浆线之间具有间隙。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述保护墙包括若干间隔布置的钢管桩，并且任意相邻两个钢管桩之间的距离相等。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述钢管桩包括首尾连接的若干钢管，所述钢管包括钢管本体，所述钢管桩本体上设置有若干注浆孔，所述若干注浆孔呈梅花型布置。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述钢管本体的一端为锥型，另一端设置有加紧箍；当两个钢管连接时，一个钢管的锥型端插入另一个钢管设置有加紧箍的一端内。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述保护墙的施工过程具体包括：

根据所述保护墙位置确定保护墙的起始施工位置，在所述起始施工位置进行钻孔与下钢管；

在下完钢管后，对所述钢管进行注浆；

当钢管注浆完成后，在距离所述钢管桩预设处进行施工钢管桩直至保护墙的结束施工位置，以完成保护墙的施工。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述袖阀管的施工过程具体包括：

测量放样以确定各引孔位置；

按照各引孔位置，根据预设规则依次在各引孔位置施工引孔、下袖阀管以及注浆，以完成袖阀管施工，其中，在下袖阀管后对所述袖阀管进行清洗。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述根据预设规则依次在各引孔位置施工引孔、下袖阀管以及注浆具体为：

根据各引孔位置确定位于一排的各引孔位置，对于一排的各引孔位置每间隔一个引孔进行施工引孔、下袖阀管以及注浆；

当该一排袖阀管施工完成后，再对该排未施工引孔位置进行施工引孔、下袖阀管以及注浆。

所述用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，其中，所述注浆的注浆液包括水泥和水玻璃溶液，其中，所述水泥与水玻璃溶液的体积比为1:1。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，所述方法包括根据待挖隧道边缘线确定保护墙位置，并在所述保护墙位置施工保护墙，以将地铁桥墩与待挖隧道隔离；在地铁桥墩周围施工袖阀管，以使得地铁桥墩周围均布置有袖阀管。本发明通过保护墙将高架桥墩基础范围的土体进行隔断，避免隧道开挖过程中土压不平衡而造成高架桥墩基础土方流失，防止桥墩基础侧压力不平衡而造成侧向变形，再通过袖阀管注浆包裹地铁桥墩，可避免桥墩基础范围内的水流失，对高架桥墩基础起到预加固的作用。

附图说明

图1为本发明提供的用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法的流程图。

图2为本发明提供的用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法的示意图。

图3为本发明提供的用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法中钢管的注浆孔布置示意图。

图4为本发明提供的用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法中钢筋笼的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。

本实施例提供的一种用于保护地铁桥墩的钢管桩施工方法，如图1所示，所述方法包括：

s10、根据待挖隧道边缘线确定保护墙位置，并在所述保护墙位置施工保护墙，以将地铁桥墩与待挖隧道隔离；

s20、在地铁桥墩周围施工袖阀管，以使得地铁桥墩周围均布置有袖阀管，其中，所有袖阀管均位于保护墙远离待挖隧道的一侧。

本实施例通过钢管桩将高架桥墩基础范围的土体进行隔断，避免隧道开挖过程中土压不平衡而造成高架桥墩基础土方流失，防止桥墩基础侧压力不平衡而造成侧向变形，再通过袖阀管注浆包裹地铁桥墩，可避免桥墩基础范围内的水流失，对高架桥墩基础起到预加固的作用。

具体地，在所述步骤s10中，所述隧道边缘为待开挖隧道的边缘，待开挖隧道具有两个边缘。由此，当待开挖隧道两侧均有高架桥墩时，在待开挖隧道两侧均设置有保护墙，以通过保护墙将待开挖隧道对应的开挖区域高架桥墩隔空。此外，当所述待挖隧道的两侧均设置有保护墙时，各保护墙距离其对应的待挖隧道边缘的距离相等。此外，在隧道开挖时，会对隧道进行注浆，并且注浆位置会位于隧道边缘之外，从而在设置保护墙时，需要将保护墙设置于注浆边缘之前，以免保护墙对注浆的影响，同时也可以避免注浆对高架桥墩的影响。相应的，在本实施例的一个实现方式中，如图2所示，所述保护墙30与其对应的待挖隧道边缘线10之间设置有全断面注浆线20，所述保护墙30与所述全断面注浆线20之间具有间隙，这样在对隧道进行注浆钻孔时，不会因土压不平衡而造成高架桥墩基础土方流失。

进一步，在本实施例的一个实现方式中，所述保护墙包括若干间隔布置的钢管桩，并且任意相邻两个钢管桩之间的距离相等。例如，相邻两个钢管之间的距离为300mm等。由此，在施工保护墙时，可以按照钢管桩的排列顺序依次施工各钢管桩，即按照排列顺序位于第一的钢管桩施工完成后，再施工按照排列顺序位于第二的钢管柱，并依次类推直至位于最后的钢管桩。此外，所述若干钢管桩形成的保护墙可以为直线型、斜线型以及曲线型等，相邻两个钢管桩之间的距离可以根据若干钢管桩形成的保护墙的形状来确定，当保护墙为直线型和斜线型时，相邻两个钢管桩之间的距离指的是两个钢管桩之间的直线距离，当保护墙为曲线型时，相邻两个钢管桩之间的距离指的是两个钢管桩之间的圆弧距离，并且圆弧曲率可以与其对应的曲线的曲率相同。

进一步，在本实施例的一个实现方式中，所述钢管桩包括若干钢管并且所述若干钢管依次首尾连接。所述钢管包括钢管本体，所述钢管桩本体可以为热轧无缝钢壁厚10mm的热轧无缝钢尖管，热轧无缝钢尖管的圆柱部分的外径可以为108mm。所述钢管本体的一端为锥型，另一端设置有加紧箍，其中，锥型的一端为前端，设置有加紧箍的一端为尾端，当两个钢管连接时，一个钢管的前端插入另一个钢管的后端内，并且两个钢管的连接处通过加紧箍固定，这样可以提供两个钢管连接的牢固性。此外，在本实施例的一个实现方式中，两个钢管的连接处可以采用丝扣连接，丝扣螺纹段长大于150mm，这样可以提高相邻两个钢管之间的连接力，防止因扭矩过大而导致钢管脱落，影响后续施工。此外，相邻两根钢管的接头错开，并且错接长度不小于1m。也就是说，相邻两个钢管的长度不同，例如，首节钢管长度为2m，第二节钢管长度为1m，第三节钢管长度为2，依次交替放置

进一步，如图3所示，所述钢管本体设置有若干注浆孔，若干注浆孔呈梅花型布置，位于同一排的相邻两个注浆孔之间的距离均15cm，并且相邻排之间的距离也为15cm。其中，所述注浆孔的孔径可以为10mm，相邻两个注浆孔的孔间距可以为150mm。此外，所述钢管本体设置止浆段，所述止浆段为钢管本体的尾部(空口段)，其中，所述止浆段的长度可以为1m。

进一步，在本实施例的一个实现方式中，所述保护墙的施工过程具体包括：

根据所述保护墙位置确定保护墙的起始施工位置，在所述起始施工位置进行钻孔与下钢管；

在下完钢管后，对所述钢管进行注浆；

当钢管注浆完成后，在距离所述钢管桩预设处进行施工钢管桩直至保护墙的结束施工位置，以完成保护墙的施工。

具体地，所述钢管桩是以位于保护墙的起始施工位置的钢管桩为第一个施工的钢管桩，之后在按照排列顺序依次施工各钢管桩。其中，所述钻孔孔径可以为120mm，钻孔深度可以为16m。在完成钻孔后，需要将该钢管桩包括的若干钢管插接，即在钻孔完成后，将该钢管桩包括的各钢管首尾连接以形成待下管的钢管，并将待下管的钢管并插入钻孔内。此外，在对钢管进行注浆，可以向钢管内放置若干钢筋笼和注浆管，并通过所述注浆管向管棚内注浆，这样可以通过钢筋笼可以提高管棚的抗弯能力。

进一步，所述钢筋笼和注浆管可以同步插入管棚内，若干钢筋笼沿管棚延伸方向间隔布置，并且任意相邻两个钢筋笼之间的距离相等(例如，任意相邻两个钢筋笼之间的距离为5m等)，这样通过在管棚内设置钢筋笼可以提高管棚的抗弯能力。此外，在本实施例的一个可能实现方式中，如图4所示，所述钢筋笼采用4根主筋，所述4根主筋可以通过固定环连接，其中，所述4根主筋可以沿周向均匀布置于所述固定环上，并且每根主筋均通过两个对称布置的焊接处焊接于所述固定环上。所述主筋可以为25mm的螺纹钢，所述固定环可以为外径为42mm壁厚为3.5mm的钢管。此外，在本实施例的一个可能实现方式中，所述注浆材料可以使用水泥浆，注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行，全孔采用一次性注浆，注浆结束后采用水泥砂浆充填钢管。此外，在本实施例的一个可能实现方式中，注浆的注浆液可以为m30水泥浆；注浆压力中初始压力0.5～1.0mpa，终止压力1.0～1.5mpa。当然，在实际应用中，在注浆前可以进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得钢管桩注浆施工数据。

进一步，在所述步骤s20中，所述袖阀管的施工过程具体包括：

s21、测量放样以确定各引孔位置；

s22、按照各引孔位置，根据预设规则依次在各引孔位置施工引孔、下袖阀管以及注浆，以完成袖阀管施工，其中，在下袖阀管后对所述袖阀管进行清洗。

具体地，所述引孔位置包括引孔的坐标位置以及引孔深度，其中，引孔的坐标位置可以是根据已布设好的控制点坐标计算得到，所述引孔深度的确定过程可以为使用全站仪放出孔位并用水准仪测量地面高程以确定引孔深度。

进一步，施工引孔包括钻孔以及下管，所述钻孔采用套管护壁水冲法钻进成孔，钻进深度达到注浆固结段。其中，钻孔直径为100mm，钻孔倾斜度不大于1％，并且成钻孔时使用泥浆护壁，这样可以防止钻孔塌孔。所述下管过程具体可以为：首先根据引孔深度连接袖阀管，各袖阀管的阀管接口处连接有套管(例如，pvc套管等)，并袖阀管和套管通过粘合剂(例如，u-pvc粘合剂)连接。此外。袖阀管的长度比引孔深度深，这样当袖阀管下入钻孔后，袖阀管的上端头可以露出地面(，例如，20cm)，同时将连接好的袖阀管下口用尖底封好，最后在袖阀管连接完成后，将袖阀管下钻孔中且袖阀管下到引孔的孔底。

进行，在完成引孔施工后，用高压水对孔内进行清洗，减少孔内沉渣和泥浆比重。所述注浆过程中，注浆内管可以采用50x3.5mm无缝钢管,与双塞管连。并且注浆时一次上提内注浆管长度不超过50cm。此外，在孔口周围的地面到地面一下1m的距离范围内采用速凝水泥砂浆封堵，以防止注浆过程中冒浆现象的发生。其中，注浆浆液采用体积比为1:1的水泥水玻璃双液浆，水泥浆为体积比为1:1的水灰，水玻璃溶液浓度可以为6-10be'，并且双浆液凝固时间不小于120s。

进一步，在注浆过程中，初始注浆压力可以为0.2-0.4mpa，稳定压力可以为0.6-0.9mpa。注浆时注浆压力应出现两次峰值，第一次为初始注浆阶段，之后压力逐渐降到稳定压力。第二次注浆压力峰值出现在注浆末期，并且当第二次注浆压力达到1.2mpa时，可以停止注浆。

进一步，在本实施例的一个实现方式中，为了减小孔间的相互影响，施工时每隔两孔钻孔注浆，待一排袖阀管孔注浆结束后，再对之间的袖阀管孔进行钻孔注浆。相应的，在本实施例的一个实现方式中，所述根据预设规则依次在各引孔位置施工引孔、下袖阀管以及注浆具体为：

根据各引孔位置确定位于一排的各引孔位置，对于一排的各引孔位置每间隔一个引孔进行施工引孔、下袖阀管以及注浆；

当该一排袖阀管施工完成后，再对该排未施工引孔位置进行施工引孔、下袖阀管以及注浆。

具体地，所有引孔呈梅花型布置，位于同一排的相邻两个引孔之间的距离可以为400mm，相邻排之间的距离也为400mm。此外，对需打设隔离桩的承台，袖阀管施工需在隔离桩施工完成后进行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。